浅谈石武客运专线CPIII测设技术要点.doc

1、浅谈石武客运专线 CPIII 测设技术要点【摘 要】高平顺性是客运专线无碴轨道最大特点。为了满足高平顺性要求，必须建立起高精度的控制网，这成为无碴轨道最突出的特点，同时也是其建设成败的关键因素之一。为了保证轨道的高平顺性，线路必须具备非常标准的几何参数，因此对测量精度提出了很高的要求。客运专线测量控制网的布测有其自身的特点。这里主要结合石武客运专线线上 CPIII 测量控制网的布测方法、测量过程、精度要求、计算过程等进行总结。 【关键词】客运专线；测量；控制网；精度 1、工程概况 中铁二十局石武客专项目部一分部位于河南段二标，从黄河北引桥特大桥 0#台到公铁两用桥 2#墩共计 19.2 公里，

2、其中DK631+100DK631+222.48 为路基段，是 CRTS II 板和 CRTS I 板过渡段，共计 122.48 米。DK631+222.48DK642+805.94 为黄河北引桥特大桥，共计 11.583 公里，共涉及 358 个桥墩。DK642+806.211DK650+411.149 为公铁两用桥，共计 7.604 公里。 2、石武客专 CPIII 布设方案 2.1 CPII 控制网简述 为了高效、准确地建立 CPIII 控制网，一般情况下都需要加密 CPII网。因而 CPII 的加密的主要目地是为了方便轨道控制网 CPIII 的观测，以及弥补被损毁的和无法利用的 CPII

3、 点。在路基、桥梁地段 CPII 加密采用 GPS 测量在原精密平面控制网基础上按同精度内插方式加密。石武客运专线“黄河北引桥特大桥”共分了两个 CPII 加密段。第一段从0#261#，桥上共加密 15 个 CPII 点，分别布设在防撞墙两侧，成“之”字形布开。第二段从黄河北引桥 261#到公铁 137#，桥上共加密 9 个 CPII点。加密测量前应检查联测标石的完好性，对丢失和破损的标石应按原测标准用同精度内插方法恢复或增补，在 CPII 加密测量时需观测 2 个时段，每个时段不少于 60 分钟。 2.2 CPIII 控制网的布设 根据石武客专河南段下发的 CPIII 测设方案的要求，CP点

4、应成对布设，距离布置一般约为 5070 m，个别特殊情况下相邻点间距最短不小于 40m，最长不大于 80m。CPIII 控制点埋设于防撞墙顶，同一对点里程差不大于 3m，CP点布设高度大致等高，并与设计轨道高程面 0.3m 以上。CP点的埋设采用在防撞墙打好后进行转眼埋设，并用水泥砂浆进行固定，确保 CP标志预埋件的稳固。 对于 24 或 32m 简支梁每 2 孔布设一对 CP点，相邻两对 CP点相距约为 64m，56m 或 48m。对于连续 24m 简支梁，根据实际情况也可每三孔布设一对 CP点。对于普通连续梁，CP优先布设于固定端上方。对于黄河北引桥 314#-317#号墩，跨度超过 80

5、m 的连续梁，在跨中 5080 m 间均匀布设一对或几对 CP点，对跨中 CP点尽可能保证了施测与使用的外部环境相同，使用前对整个连续梁段进行复核。对于公铁两用桥94m 的钢结构梁，结合梁跨结构形式、跨度、材料的不同，按 CP点对布设要求和间距进行布点，适当增大了相邻点对间距，但最长的不超过80m。整个段落在较短的同一段时间、同一温度、环境下进行测量。测量CP的时间和铺板的时间尽量相隔要短，且荷载没有大的变化。如果相隔时间较长或温度、环境、荷载有较大的变化，要进行重新复测后使用。铺板的时间段要和测量 CP的时间、温度、环境要一致。我们尽量在夜间或阴天温度变化较小的时间段内进行。 3、CPIII

6、 控制网的外业测量 3.1 CPIII 平面网外业测量架站要求 按石武铁路客运专线（河南段）CPIII 轨道控制网测量技术方案的要求，我部 CPIII 一般每隔 60 米左右埋设一对，在测设过程中每六对点进行架站测量，在进行搬站时，为了保证每个 CPIII 点都能有三次的观测数据，则将上一测站的后两对 CPIII 点往前移，进行下一站的 CPIII测量。示意图如图 1： 图 1 CPIII 测设示意图 测站（自由站点） CP控制点 对 CP点进行的测量（方向、角度和距离） 测站间距为 120m 的 CP平面网构网形式 我部 CP建网根据施工需要进行了分段测量，分段测量的区段长度一般大于 4km

7、，区段间重复观测不应少于 6 对 CP点。在每一独立测段首尾都停在 CPII 附近，重复观测点一般以 CPII 为中间点前后各三对，且首尾必须封闭。 3.3CPIII 平面测量过程 我部采用标称精度为一测回方向观测中误差1、测距中误差（1mm+2ppm）的徕卡 1201 全站仪进行测量，CP控制网自由测站观测的测回数为 4 个测回。CP平面网都附合于 CP、CP控制点上，每600m 左右（400800m）联测一个 CP控制点，自由测站至 CP控制点的距离都不大于 300m。见下图： 图 2 CPIII 与 CPII 联测示意图 3.3 CPIII 高程网测量 CP控制点水准测量按图 3 所示的

8、矩形环单程水准网构网观测。CP水准网与线路水准基点联测时，按精密水准测量要求进行往返观测。每个闭合环的四个高差均由两个测站独立完成，同一里程点对间高差为相反方向，精密水准测量测站按照“后-前-前-后”或“前-后-后-前”的顺序测量。 图 3 CPIII 水准测量示意图 3.4、外业测量精度要求 CPIII 高程外业测量时保证满足精密测量的要求，同时每个环闭合的闭合差小于 1mm。CPIII 平面控制网外业满足以下精度要求： 表 1 CP平面网水平方向观测技术要求 控制网名称 仪器 等级 测回数 半测 回归零差 不同测回同一方向 2C 互差 同一方向归零后方向值较差 CP平面网 0.5 3 6

9、9 6 1 4 6 9 6 CP平面网距离测量应满足下表的规定。 表 2 CP平面网距离观测技术要求 控制网名称 测回 半测回间距离较差 测回间距离较差 CP平面网 3 1 mm 1mm 4、内业处理 4.1 CPIII 平面网数据处理 CPIII 平面控制网平差应采用铁三院“TSDI_HRSADJ 精密工程测量平差处理系统” ，并进行 CPIII 网的外业观测数据与网平差计算的精度检核。CPIII 控制网精度指标如下： A、CP平面网平差后应满足下表的规定 表 3 CP平面网的主要技术指标 控制网名称 测量方法 方向观测中误差 距离观测中误差 相邻点的相对点位中误差 CP平面网 自由测站边角

10、交会 1.8 1.0mm 1.0mm B、CP平面自由网平差后应满足下表的规定 表 4CP平面自由网平差后的主要技术要求 控制网名称 方向改 正数 距离改正数 CP平面网 3 2 mm C、CP平面网约束平差后的精度，应满足下表的规定。 表 5 CP平面网平差后的主要技术要求 控制网名称 与 CP、CP联测 与 CP联测 点位中误差 方向改正数 距离改正数 方向改正数 距离改正数 CP平面网 4.0 4mm 3.0 2mm 2mm 在独立测段间重复观测 6 对 CP点进行测段之间衔接，其前后测段独立平差重迭点坐标差值在满足3mm 条件后，进行后一测段 CP网平差，平差时采用本测段联测的 CP、

11、CP控制点及重叠段前一区段连续的 23 对 CP点（一般采用 6 对重叠点）坐标进行约束平差。再次平差后，其他未约束的重叠点在两个区段分别平差后的坐标差值不宜大于1mm，若坐标差值大于 1mm 时，应查明原因，确认无误后，未约束的重叠点坐标采用后一区段 CP网的平差结果，并在新提交成果中备注栏注明为“更新成果” 。 4.2、CPIII 高程处理 CPIII 内业处理采用铁二院的沉降观测软件进行，在评定 CPIII 高程结果时，必须进行测站数据检核、水准路线数据检核，并计算每千米水准测量的高差偶然中误差，当 CP水准网的附合（闭合环）数超过 20 个时还需要进行每千米水准测量的高差全中误差的计算

12、。CPIII 精密水准计算取位： 表 6 精密水准测量计算取位 往（返）测距离总和（km） 往（返）测距离中数（km） 各测站高差（mm） 往（返）测高差总和（mm） 往（返）测高差中数（mm） 高程 （mm） 0.01 0.1 0.01 0.01 0.1 0.1 5、总结 石武客专为时速 360km/h 的客运专线，为了保证列车能够高速平稳的行驶，就必须建立高精度的控制网。CPIII 控制网是一种新网型，它利用软件进行了自由网平差、约束网平差，从而获得高精度网型。为保证所用数据的准确性，在实际施工过程中我们还必须保证点位不被触动以及破坏。 参考文献： 1石武客运专线（河南段）CP轨道控制网测量作业指导书（2009 年，京广铁路客运专线河南有限责任公司） ； 2石武铁路客运专线（河南段）CPIII 轨道控制网测量技术方案（2009 年，京广铁路客运专线河南有限责任公司） ； 3客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定 （铁建设【2006】189 号） ；